鐘維瓊，代 濤，李 丹

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100037；3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083)

0 引 言

中國(guó)是全球最大的鐵礦石進(jìn)口國(guó)，進(jìn)口量達(dá)到全球總貿(mào)易量的70%左右，同時(shí)也是全球最大的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)，占世界總產(chǎn)量的50%左右，并以粗鋼、鋼材以及鋼鐵制造品的形式出口了大量的產(chǎn)品。在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，一個(gè)國(guó)家的鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈并不是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，其中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都通過(guò)國(guó)際貿(mào)易進(jìn)行內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)之間的物質(zhì)交流，從而形成一個(gè)多層次、相互關(guān)聯(lián)、具有全球性和復(fù)雜性的大系統(tǒng)。本文通過(guò)構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)的鐵元素物質(zhì)流全球網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)比分析了鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)格局，為鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化升級(jí)提供參考。

在基于貿(mào)易的全球物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)方面，前人對(duì)銅資源[1]和鋁資源[2]的全球物質(zhì)流動(dòng)進(jìn)行了刻畫和分析，對(duì)鐵礦石國(guó)際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析[3-6]以及國(guó)家地位分析[7]，同時(shí)，基于研究了隱含鐵元素在雙邊貿(mào)易中的流動(dòng)[8]，以及跨區(qū)域的鐵物質(zhì)流動(dòng)[9]。在產(chǎn)業(yè)鏈與貿(mào)易結(jié)構(gòu)的研究當(dāng)中，國(guó)際貿(mào)易商品中隱含水資源[10-11]或隱含碳[12]的測(cè)算為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及國(guó)際貿(mào)易結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了資源、能源與環(huán)境視角。而對(duì)鋼鐵行業(yè)的國(guó)際貿(mào)易結(jié)構(gòu)研究主要有對(duì)中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的研究[13-14]，中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)效應(yīng)及國(guó)際比較分析[15]，基于時(shí)變參數(shù)向量自回歸模型的“一帶一路”倡議與我國(guó)鋼鐵產(chǎn)能研究[16]，利用技術(shù)復(fù)雜度指數(shù)對(duì)中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)附加值進(jìn)行國(guó)際比較[17]，基于經(jīng)濟(jì)規(guī)模和貿(mào)易成本對(duì)中國(guó)鋼鐵行業(yè)出口進(jìn)行二元邊際分析[18]，基于全球供應(yīng)鏈下的要素稟賦理論對(duì)鋼鐵行業(yè)的投入產(chǎn)出進(jìn)行實(shí)證分析[19]等。這些研究成果為鋼鐵行業(yè)貿(mào)易結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略的探索提供了參考，但是，前人的研究偏重于對(duì)單個(gè)國(guó)家(比如中國(guó))的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與貿(mào)易結(jié)構(gòu)的分析與優(yōu)化策略，沒(méi)有將內(nèi)部產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與外部貿(mào)易系統(tǒng)相結(jié)合進(jìn)行定量化的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析。

本文通過(guò)鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈全生命周期物質(zhì)流分析，找出鋼鐵行業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并以國(guó)家為點(diǎn)，分別以每一個(gè)環(huán)節(jié)的國(guó)際貿(mào)易商品鐵元素總含量為邊，建立六個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的鐵元素物質(zhì)流全球網(wǎng)絡(luò)模型，并分析網(wǎng)絡(luò)整體特征和主要國(guó)家特征。本文為鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈研究引入了國(guó)際貿(mào)易視角。

1 數(shù)據(jù)和方法

從采礦、選礦、冶煉、中間產(chǎn)品加工、最終產(chǎn)品制造、最終產(chǎn)品消費(fèi)、廢物回收以及循環(huán)利用這八個(gè)過(guò)程中，總結(jié)出鐵物質(zhì)流全生命周期中的六大類主要貿(mào)易品種：鐵礦石、生鐵、粗鋼、鋼材、鋼鐵制品和廢料。基于以上六大類貿(mào)易品種，本文分別構(gòu)建了鐵元素全球物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)模型。數(shù)據(jù)包含聯(lián)合國(guó)UN Comtrade貿(mào)易數(shù)據(jù)庫(kù)中全球200多個(gè)國(guó)家和地區(qū)之間所有含有鐵元素的商品2015年進(jìn)出口貿(mào)易量，并按大類進(jìn)行鐵元素的含量計(jì)算和匯總(HS代碼和含鐵系數(shù)見(jiàn)表1)。每一HS編碼下商品所包含的鐵物質(zhì)量由該商品的重量乘以該商品所對(duì)應(yīng)的含鐵系數(shù)得到，鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的鐵物質(zhì)量為每一大類所包含的所有HS編碼商品的鐵物質(zhì)量之和。然后以國(guó)家為節(jié)點(diǎn)，以匯總后的鐵元素貿(mào)易流量為邊，邊的方向?yàn)殍F物質(zhì)流向，邊的權(quán)重為匯總后的鐵物質(zhì)量，分別建立六類貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)。

2 各環(huán)節(jié)全球鐵物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)總體特征

2015年鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈六大環(huán)節(jié)的含鐵商品在全球范圍內(nèi)的貿(mào)易總量為15.74億t(含鐵量)。其中鐵礦石的總量占了50%以上，其次為鋼材和鋼鐵制品，分別占總量的20%和16%，具體情況如圖1所示。

2015年鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)全球鐵物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)中的國(guó)家數(shù)(包含國(guó)家和地區(qū)，以下簡(jiǎn)稱國(guó)家數(shù))和貿(mào)易關(guān)系數(shù)如圖2所示。鋼鐵制品環(huán)節(jié)由于所包含的商品種類較多，網(wǎng)絡(luò)中的國(guó)家數(shù)和貿(mào)易關(guān)系數(shù)都是最多的，其貿(mào)易關(guān)系數(shù)將近2萬(wàn)條，貿(mào)易國(guó)家數(shù)達(dá)240個(gè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他環(huán)節(jié)。其次是鋼材環(huán)節(jié)，貿(mào)易關(guān)系數(shù)近7 000條，貿(mào)易國(guó)家數(shù)也有200多個(gè)。鐵礦石的貿(mào)易國(guó)家數(shù)和貿(mào)易關(guān)系數(shù)都是最少的，網(wǎng)絡(luò)中的國(guó)家僅130多個(gè)，貿(mào)易關(guān)系數(shù)也只有700多條。

圖1 2015年鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)鐵物質(zhì)全球貿(mào)易總量占比

圖2 鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)全球鐵物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)中的國(guó)家數(shù)和貿(mào)易關(guān)系數(shù)

網(wǎng)絡(luò)直徑和網(wǎng)絡(luò)密度可以用來(lái)衡量網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中國(guó)家之間聯(lián)系的緊密程度。網(wǎng)絡(luò)中互相有貿(mào)易關(guān)系的兩個(gè)國(guó)家之間的距離為1，那么網(wǎng)絡(luò)直徑是指網(wǎng)絡(luò)中任何兩個(gè)國(guó)家之間距離的最大值。網(wǎng)絡(luò)直徑越小，說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)中的國(guó)家之間聯(lián)系越緊密。網(wǎng)絡(luò)密度是用“網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際存在的邊數(shù)”除以“網(wǎng)絡(luò)中邊數(shù)的理論最大值”。網(wǎng)絡(luò)密度越大，說(shuō)明國(guó)家之間聯(lián)系越緊密。如果網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際邊數(shù)為m，實(shí)際點(diǎn)數(shù)為n，那么網(wǎng)絡(luò)密度計(jì)算見(jiàn)式(1)[20]。

(1)

2015年鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)全球鐵物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)模型的網(wǎng)絡(luò)直徑和網(wǎng)絡(luò)密度如圖3所示?？梢钥闯?，鋼鐵制品網(wǎng)絡(luò)中的國(guó)家之間聯(lián)系最緊密，其網(wǎng)絡(luò)直徑最小，網(wǎng)絡(luò)密度最大。鋼鐵制品網(wǎng)絡(luò)直徑為3，說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)中的鐵物質(zhì)在任何兩個(gè)國(guó)家之間只需要通過(guò)三條邊就能連通，即鋼鐵制品當(dāng)中的鐵物質(zhì)從一個(gè)國(guó)家流動(dòng)到另一個(gè)國(guó)家最多只需要經(jīng)過(guò)另外兩個(gè)國(guó)家的轉(zhuǎn)口貿(mào)易。鋼材、生鐵、廢料三個(gè)環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)直徑相同，都為4，說(shuō)明只需要最多經(jīng)過(guò)另外三個(gè)國(guó)家的轉(zhuǎn)口。鐵礦石環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)直徑最長(zhǎng)，為6，說(shuō)明鐵礦石當(dāng)中的鐵物質(zhì)流動(dòng)最多需要經(jīng)過(guò)另外5個(gè)國(guó)家。

圖3 鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)全球鐵物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)模型的網(wǎng)絡(luò)直徑和網(wǎng)絡(luò)密度

模塊度是用來(lái)衡量網(wǎng)絡(luò)的分化程度的指標(biāo)。模塊度越大，說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)的分化越明顯，模塊度越小，說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)的分化越不明顯。模塊度的值介于-1～1。模塊度的計(jì)算公式見(jiàn)式(2)[21]。

(2)

聚類系數(shù)是在網(wǎng)絡(luò)中這個(gè)國(guó)家的貿(mào)易伙伴之間存在貿(mào)易關(guān)系的可能性。它反映了這個(gè)國(guó)家貿(mào)易伙伴之間的連通性。如果一個(gè)國(guó)家的貿(mào)易伙伴是密切相關(guān)的，那么這個(gè)國(guó)家的聚類系數(shù)較高；相反，如果一個(gè)國(guó)家的貿(mào)易伙伴之間的關(guān)系是松散的，那么這個(gè)國(guó)家的聚類系數(shù)較低。點(diǎn)i的聚類系數(shù)Ci的計(jì)算公式見(jiàn)式(3)。

(3)

式中：ni為點(diǎn)i的鄰點(diǎn)之間的連邊數(shù)量；ki為點(diǎn)i的度值。

2015年鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)全球鐵物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)模型的模塊度和平均聚類系數(shù)如圖4所示。廢料環(huán)節(jié)的模塊度最大，說(shuō)明廢料的全球貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)分化最明顯，表現(xiàn)出了較強(qiáng)的貿(mào)易集團(tuán)性；鐵礦石的模塊度最小，說(shuō)明鐵礦石的全球貿(mào)易集團(tuán)性最不明顯；鋼鐵制品網(wǎng)絡(luò)的平均聚類系數(shù)最高，說(shuō)明鋼鐵制品貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的連通性最強(qiáng)，全球化程度最高；鐵礦石網(wǎng)絡(luò)的平均聚類系數(shù)最小，說(shuō)明鐵礦石貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的連通性最弱，全球化程度最低。

圖4 鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)全球鐵物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)模型的模塊度和平均聚類系數(shù)

3 產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)主要國(guó)家分析

鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)全球貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中鐵物質(zhì)量排名前六的主要進(jìn)口國(guó)和出口國(guó)見(jiàn)表2。鐵礦石環(huán)節(jié)的貿(mào)易量非常集中，最大進(jìn)口國(guó)為中國(guó)，進(jìn)口的鐵物質(zhì)量達(dá)591.34 Mt，而排名第二的日本進(jìn)口鐵物質(zhì)量只有81.22 Mt；鐵礦石的主要出口國(guó)為澳大利亞和巴西，出口鐵物質(zhì)量分別為469.76 Mt和219.77 Mt。生鐵和粗鋼環(huán)節(jié)的貿(mào)易量較少，大多只有幾百萬(wàn)噸，主要進(jìn)口國(guó)為美國(guó)、土耳其和意大利等國(guó)家，主要出口國(guó)為俄羅斯和巴西等國(guó)家，其中中國(guó)是生鐵的主要進(jìn)口國(guó)，而是粗鋼的主要出口國(guó)。鋼材的進(jìn)出口物質(zhì)量多為幾千萬(wàn)噸，主要進(jìn)口國(guó)為美國(guó)和德國(guó)等國(guó)家，主要出口國(guó)為中國(guó)和日本等國(guó)家，其中中國(guó)既是鋼材的主要進(jìn)口國(guó)，又是鋼材的主要出口國(guó)，且出口量遠(yuǎn)超其他國(guó)家，鐵物質(zhì)量達(dá)69.7 Mt。鋼鐵制品的進(jìn)出品物質(zhì)量也為幾千萬(wàn)噸，其中美國(guó)、德國(guó)和中國(guó)既是鋼鐵制品的主要出口國(guó)，又是主要進(jìn)口國(guó)。廢料的進(jìn)出品物質(zhì)量為幾百萬(wàn)噸，主要進(jìn)口國(guó)為土耳其，主要出口國(guó)為美國(guó)和日本等國(guó)家，其中德國(guó)既是主要進(jìn)口國(guó)，又是主要出口國(guó)。

表2 鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)主要進(jìn)口國(guó)和出口國(guó)

中介性衡量一個(gè)國(guó)家對(duì)網(wǎng)絡(luò)中資源流動(dòng)的控制能力，中介性越大，國(guó)家在網(wǎng)絡(luò)中的控制力越強(qiáng)。中介性的值由一個(gè)國(guó)家在網(wǎng)絡(luò)中居于其他兩國(guó)之間最短路徑上的概率得出，計(jì)算公式見(jiàn)式(4)[22-23]。

(4)

鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)全球貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中中介性排名前六的主要國(guó)家見(jiàn)表3。從表3中可以看出，荷蘭在鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)雖然不是主要進(jìn)口國(guó)和出口國(guó)，但由于其貿(mào)易港口國(guó)家的特點(diǎn)，進(jìn)出口貿(mào)易關(guān)系數(shù)眾多，使得其在各環(huán)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中的中介性都位居前列，特別是在生鐵、粗鋼和鋼材環(huán)節(jié)，中介性排名第一。中國(guó)在鐵礦石、生鐵、粗鋼和廢料環(huán)節(jié)的貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中都是主要國(guó)家，但在鋼材和鋼鐵制品環(huán)節(jié)其中介性并沒(méi)有排進(jìn)前六。在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)中中介性較高的國(guó)家還包括美國(guó)、德國(guó)、印度等國(guó)家。

表3 鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)主要國(guó)家的中介性

4 結(jié) 論

1) 鐵礦石環(huán)節(jié)的全球貿(mào)易物質(zhì)量最大，占所有環(huán)節(jié)物質(zhì)總量的56%。網(wǎng)絡(luò)密度最小，國(guó)家之間聯(lián)系最不緊密，集團(tuán)性最不明顯，全球化程度最低，其貿(mào)易量主要集中于少數(shù)國(guó)家和少數(shù)貿(mào)易關(guān)系。中國(guó)是最大的鐵礦石進(jìn)口國(guó)，澳大利亞和巴西是鐵礦石最大的出口國(guó)。鐵礦石網(wǎng)絡(luò)中對(duì)資源流動(dòng)的控制力最強(qiáng)的國(guó)家是中國(guó)，其次是荷蘭、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家。

2) 鋼鐵制品環(huán)節(jié)的全球貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)規(guī)模最大，國(guó)家數(shù)和貿(mào)易關(guān)系數(shù)都最多，國(guó)家之間的貿(mào)易緊密度最高，全球化程度最高。美國(guó)、德國(guó)和中國(guó)既是鋼鐵制品的主要進(jìn)口國(guó)，又是主要出口國(guó)。鋼鐵制品網(wǎng)絡(luò)中對(duì)資源流動(dòng)的控制力最強(qiáng)的國(guó)家是荷蘭，其次是中國(guó)、德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家。

3) 廢料環(huán)節(jié)的全球貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)分化最明顯，表現(xiàn)出了較強(qiáng)的貿(mào)易集團(tuán)性。其主要進(jìn)口國(guó)為土耳其和印度等，主要出口國(guó)為美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家。廢料網(wǎng)絡(luò)中對(duì)資源流動(dòng)的控制力最強(qiáng)的國(guó)家是印度，其次是荷蘭、中國(guó)、美國(guó)等國(guó)家。

4) 中國(guó)在鐵礦石、生鐵、粗鋼和廢料環(huán)節(jié)的貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中的控制力都較高，但在鋼材和鋼鐵制品網(wǎng)絡(luò)中的控制力不高。但是，中國(guó)在鋼材和鋼鐵制品這兩個(gè)環(huán)節(jié)中的進(jìn)出口貿(mào)易量都較高，這說(shuō)明中國(guó)在這兩個(gè)環(huán)節(jié)的商品結(jié)構(gòu)和貿(mào)易對(duì)象上有待優(yōu)化。目前，中國(guó)主要出口低端鋼材，進(jìn)口高端鋼材，出口日用品等低技術(shù)含量的鋼鐵制品，進(jìn)口儀器設(shè)備等高技術(shù)含量的鋼鐵制品。中國(guó)鋼材的出口目的國(guó)主要為臨近的亞洲國(guó)家，像韓國(guó)、越南、印度等；進(jìn)口來(lái)源國(guó)主要為日本、韓國(guó)、德國(guó)等。中國(guó)鋼鐵制品的出口目的國(guó)主要為美國(guó)、日本、韓國(guó)等；進(jìn)口來(lái)源國(guó)主要為日本、德國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)等。總體來(lái)看中國(guó)鋼材和鋼鐵制品的貿(mào)易范圍較小，較集中于美、德、日、韓以及周邊的其他亞洲國(guó)家，這也是造成中國(guó)在這兩個(gè)環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)中控制力不高的原因。中國(guó)一方面需要提高技術(shù)水平，生產(chǎn)高端鋼材和高技術(shù)含量的鋼鐵制品，優(yōu)化貿(mào)易的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；另一方面需要擴(kuò)大貿(mào)易范圍，開(kāi)拓更多的出口市場(chǎng)以提高自身的出口競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)建立更多的進(jìn)口來(lái)源，通過(guò)在供貨端形成競(jìng)爭(zhēng)來(lái)提升自身的議價(jià)能力，從而提高在貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中的控制力和影響力，提高話語(yǔ)權(quán)。

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